Biotech & leven › Kweekvlees & cellulaire landbouw
Nederlands consortium wil fermentatie voor kweekeiwitten goedkoper maken
Vijf Nederlandse partijen bundelen hun krachten om precisiefermentatie, de techniek waarmee dierlijke eiwitten zonder dier worden gemaakt, veel goedkoper te maken. Het nieuwe EcoFerm Consortium wil microben continu laten produceren in plaats van in aparte, tijdrovende productieronden.
Vlees- en zuivelvervangers uit de fermentatietank zijn in opkomst, maar blijven duur om te maken. Een nieuw Nederlands samenwerkingsverband moet daar verandering in brengen. Het EcoFerm Consortium, een afkorting voor Efficient Continuous Fermentation for Alternative Proteins, start een tweejarig onderzoeksproject om de productie van alternatieve eiwitten efficiënter te maken. Het project wordt gefinancierd door de non-profitorganisatie TKI Agri & Food.
Bij precisiefermentatie krijgen micro-organismen een stukje DNA ingebouwd waarmee ze een specifiek eiwit aanmaken, zoals een eiwit dat normaal alleen in melk of eieren voorkomt. Dat gebeurt in grote tanks, bioreactoren genoemd, waarin de microben groeien en hun product afscheiden. Het voordeel: geen dieren nodig, een kleinere klimaatimpact en een stabielere aanvoer. Het nadeel: de huidige productiemethode is kostbaar.
Van stop-start naar continu produceren
De meeste fabrieken werken nu met zogeheten fed-batch processen. Dat betekent dat een bioreactor wordt gevuld, de microben een tijd laten groeien en producten maken, en de tank daarna weer leeg, schoon en steriel moet worden gemaakt voordat een nieuwe ronde kan beginnen. Al dat stoppen en herstarten kost tijd, water, energie en geld.
EcoFerm wil daarom overstappen op continue fermentatie. Daarbij blijven de microben voortdurend in de tank zitten en wordt het eindproduct steeds afgetapt, zonder dat het proces stilvalt. Dat scheelt downtime en moet de opbrengst per tank flink verhogen.
Het probleem: microben spoelen weg
Continu fermenteren is op zich niets nieuws. Bij klassieke continue systemen, chemostaten, stroomt er voortdurend verse voeding de tank in en product de tank uit. Het probleem is dat daarbij ook de waardevolle microben zelf wegspoelen. Bovendien lopen lange productieruns risico op besmetting met ongewenste bacteriën en op genetische instabiliteit van de gebruikte microbenstam.
De oplossing die EcoFerm wil uitwerken heet gecontroleerde celagglomeratie: de microben klonteren bewust samen tot kleine klompjes, die daardoor in de tank blijven zitten terwijl het vloeibare product er wel uitstroomt. Dat scheelt dure en energie-intensieve scheidingstechniek zoals filtermembranen of centrifuges.
Wie doet mee en wat is het doel
Aan het project werken vijf partijen mee: onderzoeksinstituut Nizo Food Research met zijn Biotechnology Fermentation Factory, fermentatiespecialist Dab.bio met zijn eigen 'Fast reactor', de Utrechtse precisiefermentatie-startup Vivici, ingrediëntenconcern DSM-Firmenich en hogeschool Van Hall Larenstein. Vivici, dat wordt gesteund door DSM-Firmenich, maakt al dierloos beta-lactoglobuline, een belangrijk wei-eiwit uit koemelk, en heeft daarvoor al goedkeuring voor de Amerikaanse markt. Dat eiwit gebruikt het consortium als testcase voor de nieuwe technologie.
"Precisiefermentatie heeft enorme potentie om bij te dragen aan een duurzamer voedselsysteem, maar verdere procesinnovatie is nodig om de productie-economie te verbeteren", zegt Robyn Eijlander, projectmanager bij Nizo. Dab.bio-ceo Eric van der Meer noemt continue fermentatie "een cruciale volgende stap in de volwassenwording van precisiefermentatie". Het project moet uiteindelijk een technologie opleveren die breder inzetbaar is dan alleen voor wei-eiwit, en zo de Europese biotech- en voedselsector concurrerender maken.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als het EcoFerm Consortium erin slaagt fermentatie goedkoper te maken, kunnen dierloze eiwitten zoals wei-eiwit en eiwitten uit eieren sneller en voor een lagere prijs op grote schaal worden geproduceerd. Dat kan de omschakeling naar alternatieve eiwitten versnellen en Europese bedrijven een technologische voorsprong geven in een markt die tot nu toe vooral door hoge productiekosten wordt afgeremd.
- Precisiefermentatie
- Een techniek waarbij micro-organismen via een ingebouwd stukje DNA een specifiek eiwit aanmaken, zoals een dierlijk eiwit zonder dat er een dier bij nodig is.
- Bioreactor
- De grote tank waarin micro-organismen groeien en onder gecontroleerde omstandigheden hun product produceren.
- Fed-batch fermentatie
- De gangbare, stop-start manier van fermenteren waarbij een tank wordt gevuld, leeggehaald, schoongemaakt en opnieuw gevuld voor elke productieronde.
- Continue fermentatie
- Een productiewijze waarbij microben voortdurend in de tank blijven en het product zonder onderbreking wordt geoogst, in plaats van in losse rondes.
- Chemostat
- Een klassiek systeem voor continue fermentatie waarbij voeding en product continu stromen, met het nadeel dat nuttige microben vaak meespoelen met de afvoer.
- Celagglomeratie
- Het gecontroleerd laten klonteren van microben tot kleine klompjes, zodat ze in de bioreactor blijven zitten terwijl het product wordt afgevoerd.
- Biomassaretentie
- Het vasthouden van de levende microbenmassa in een bioreactor, nodig om continue productie efficiënt te laten verlopen.
- Beta-lactoglobuline
- Een belangrijk eiwit uit koemelk-wei, dat in dit project via fermentatie zonder koe wordt nagemaakt als testcase.
- Wei-eiwit
- Het eiwit dat overblijft nadat melk is gestremd tot kaas, veel gebruikt in zuivel- en sportvoeding en nu ook via fermentatie te produceren.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
